煤炭工业智能化精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇煤炭工业智能化，期待它们能激发您的灵感。

篇1

煤矿智能化开发是煤炭工业技术创新的重要方向，也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。目前，煤矿智能化开发既面临诸多机遇，也面临严峻挑战。

1、煤炭工业转型升级发展的需要  在当前推动供给侧改革和行业发展面临困局的条件下，煤炭行业必须依靠科技创新走出一条转型升级发展之路。煤炭行业要实施创新驱动发展战略，推动煤炭生产、消费、技术和体制革命，加强国际合作，推动行业发展从高强度资源投入型、劳动密集型发展向资源节约型、人才技术密集型和两化深度融合型转变。随着煤矿机械化、信息化和自动化程度的提高，通过持续提高煤矿开采技术装备水平，实现煤矿安全、绿色、高效、智能生产是必然趋势。

2、保障煤矿安全生产的需要   “减人促安”和“无人则安”被广泛认同，通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平，可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此，国家安全监管总局组织开展了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，了《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》，在煤矿领域重点推动煤（岩）巷掘进机械化自动化、煤矿综采工作面机械化自动化、煤矿井下辅助运输自动化、煤矿生产保障系统智能监测控制，大力提高煤矿生产的“四化”水平，保障煤矿安全生产形势持续稳定好转。

3、煤矿高端技术装备投入面临困局    当前，煤炭总量控制取得初步成效，市场供大于求的态势有所缓解，企业效益有所好转。但是，我国煤炭产能严重过剩、供大于求的趋势目前没有根本改变，煤炭经济低位运行的态势短期内也较难改变，煤炭市场仍存在较大的不确定和不稳定性因素。煤炭企业在前期经济效益普遍下滑亏损条件下，债务问题严重，资金周转困难，科技投入难以保证，煤矿技术装备的经济性和实用性成为煤炭企业关注的重点。

4、煤矿智能化技术瓶颈仍待攻克    煤矿智能化技术装备对煤层赋存条件要求相对苛刻，技术装备适应性亟待加强。尽管近年来我国在井工煤矿智能化开发技术装备领域取得较大进展，但仍然存在诸多技术瓶颈尚未攻克。如电牵引采煤机具备了远程控制、温度压力监测和过负荷降速等功能，但在智能调高、自动化控制及可靠性等方面仍存在差距。液压支架在最大高度、工作阻力等方面领先于国外产品，但可靠性和智能化水平仍与国外先进水平存在差距。岩巷掘进机机电一体化程度大幅度提升，但在硬岩截割工况识别、智能判断、截割转速和切深智能调速等方面还与现场需求存在差距。

二、煤矿智能化开发急需突破的核心技术

《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》指出，2030年要实现智能化开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化，巷道集中控制，全国煤矿采煤机械化程度达到95%以上，掘进机械化程度达到80%以上。为确保规划目标的实现，有必要针对井工煤矿开采的重点领域和薄弱环节开展技术装备研发。当前急需突破的核心技术主要包括以下几个方面：

1、信息精准感知技术   地质条件、开采条件、设备状态的精准感知是实现煤矿智能化开发的重要前提，重点攻克地质掉件超前精细探测、开采条件实时预测与处置、设备位置及姿态精准感知等技术。

2、设备智能控制技术   工作面设备智能控制是煤矿智能化开发的核心，重点攻克液压支架围岩耦合自适应控制、煤岩界面智能识别、煤岩高效自适应截割、多机协同控制、故障智能诊断处理等技术。

3、稳定性可靠性技术    装备运行的稳定性和可靠性是煤矿智能化开发的关键，重点研究关键元部件失效模式与故障机理，构建关键部件及系统可靠性评价体系，攻克关键元部件材料和制造工艺，为工作面自动化、智能化和无人化提供可靠保障。

篇2

【关键词】 煤矿机械 现状 机电一体化 智能化

在我国的能源结构中，煤炭资源仍占据相当重要的地位，在整个能源结构中约占60%，而且在一个相当长的时间内，煤炭资源将仍是我国能源消费的主要部分。2007年，我国煤炭产量为25.23亿吨，尽管产量位居世界第一，但仍然出现煤炭产量相对紧张的趋势，呈供小于需的现象，从而制约了我国国民经济的发展。现以我国煤炭矿山机械设备为分析研究对象，分析煤矿机械设备使用、研发中存在的问题；根据煤矿机械设备使用、研发现阶段存在的问题，指出煤矿机械设备的发展与展望。

1 我国煤矿机械的现状

经过几十年的发展，我国煤炭工业取得了长足的进步，且煤矿机械的制造、使用也取得了较大的成绩。随着经济的发展和对煤炭资源的需求的增加，我国的煤矿机械逐渐暴露出很多不尽如人意的问题。

1.1 设备体积过大、笨重

体积大、重量大是煤矿机械设备最大的特点。以单体液压支柱为例，每根重量在60～80Kg，体质稍差的工人单独根本无法处理；而液压支架、采煤机等大型设备更是在数吨以上。设备过于笨重，不但导致运转不灵活，而且使设备的搬迁受到限制，从而限制生产能力的发挥。此外，煤矿机械还存在着能耗大、使用寿命短、国产化低等诸多问题。

1.2 适应性差

在我国矿山中，部分矿井实现了机械化采煤，但部分矿井仍采用放炮落煤，这不仅不利于煤炭块度的保持且容易导致瓦斯、顶板事故的发生，对井下工人的生命安全也造成严重危害。纠其原因是因为煤矿机械对地质条件的适应性很差，地质条件稍有变化，现有机械化设备就无法展开使用，从而造成煤矿机械化水平的落后，制约煤矿生产能力的提高。

1.3 智能化低

当今世界是一个智能化的世界，各个行业的现代化、智能化都在不断提高。但是，我国煤炭行业的现代化水平明显滞后于时代的发展，特别是煤矿机械更是可怜，大部分机械设备仍是机械动力或机械控制，仅有少数小型设备实现了数字化和智能化，这必定成为制约我国煤矿生产能力提高的瓶颈。

1.4 生产能力受束缚

目前，我国煤炭产量已经达到了25.23亿吨，但与满足国民经济发展需要的煤炭资源还有很大差距，而其中部分煤炭资源是矿井超产增加的产量；如按正常煤矿机械生产能力定产生产，则年煤炭产量将远远小于这一值。同时，在我国煤矿生产现场，单工作面产量500万吨/年的矿井仍为数不多，这也多受煤矿机械设备生产能力的束缚所致。

2 煤矿机械目前发展面临的问题分析

2.1 煤矿机械的自主研发能力仍然不够强

我国是世界上生产煤炭资源的大国之一，但是我国也是煤炭资源消耗大国。因此煤矿机械的研发制造也应该随之发展，为煤炭资源的有效开发利用提供强有力的后盾保障。但是我国煤矿机械制造规模虽然得以有效的扩大，但是竞争能力却比较薄弱，仍旧有很多的核心技术依靠于国外的先进技术。我国具备自主知识产权和核心技术的产品仍旧很少，并且对引进的核心技术仍旧停留在基础的模仿层面。没有对引进的先进技术进行研究分析和研发应用，这就难以形成自主研发的良好氛围。并且我国的制造工艺技术相对于发达国家来讲相对落后，具备很大的发展空间，如果制造工艺技术能够有效的得以提高就会大幅度提升煤矿机械的发展能力。

2.2 我国煤矿机械设施的主要性能指标仍旧比较落后

相较于发达国家对煤矿机械制造企业对基础元件的理论研究，我国则只是追逐实际的应用技术对基础的理论研究反而不重视，这就导致了在引进的核心技术应用上，我国煤矿机械也只是简单的仿制外观对其相应的理论基础都视而不见，这就造成我国煤矿机械某些基础原件可靠性不高，使我国的煤矿机械设备在安全可靠性和使用寿命上都存在极大的隐患并且难以满足大型煤矿的生产效率的要求。

2.3 对煤炭机械企业的挑战

进入21世纪，我国煤炭工业快速发展。煤炭工业是我国重要的基础产业，我国的煤炭产量已是世界第一位，是煤炭生产大国，现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。据悉我国煤炭行业将对工业结构进行调整，大力整合、改造现有煤矿、关闭小煤矿、淘汰落后的生产能力，加快大型煤炭基地和现代化大型煤矿的建设，这为我国矿山机械企业的发展提供了良好的机遇。

煤炭开采主要工序：井下综采重点设备-井下综掘设备-全自动刨媒设备-矿井提升设备-露天矿井开采成套设备-煤炭洗选加工设备，显示出对矿山机械的需求量很大。另外，随着煤炭工业大力发展和推广洁净煤技术，煤的焦化、液化、气化等二次转化设备也必将得到迅速发展，开发研制大型炼焦设备、大型煤液化容器，大型煤气化炉势在必行。为此，矿山机械企业要抓住目前我国产业结构调整和企业深化改革之机，在国家政策的指导下加快矿山机械企业改组、联合、兼并、破产、重组和股份制改革的步伐，组建以矿山机械制造企业为主体，有煤炭生产企业入股、科研院所参与的大型矿山工程装备集团，形成具有制造和开发能力、工程成套能力、有创新能力的企业实体。把企业建成具有市场竞争能力和抗风险能力的现代化矿山工程企业集团，努力向煤矿提供成套设备，减少用户的风险，为我国煤炭工业的发展做出积极贡献。

3 机械设备的发展趋势

提高煤炭产量，是我国国民经济持续发展的需要；尽快实现煤矿现代化，是社会发展的需要；实现煤矿机械设备现代化、智能化是煤矿工人的热切需要。因此，煤矿机械设备如何发展，成为事关煤炭行业兴衰成败的重中之重。

3.1 使用灵活化

矿山机械设备的灵活化是指机械设备的适应性强，一台机械设备可以适应多种复杂的地质条件和矿井生产条件。如能够实现矿山机械设备的灵活化，则赋存条件较差的煤矿的生产能力也将被极大挖掘，从而提高整个煤炭行业的生产能力。

3.2 功能综合化

这里的综合化是指机械设备功能的综合化，即实现一台设备多项功能的综合。如煤电钻功能与凿岩机械功能的综合、单体液压支柱与顶梁功能的综合等。实现机械设备功能综合化，有利于节约人力资源、有利于提高设备的利用效率、有利于煤矿机械设备生产能力的发挥。

3.3 设备的国产化

煤矿机械经过几十年的发展，取得了相当大的成绩，常用设备基本实现了现代化。但是一个高精度、大能力、高技术的设备仍不能实现国产化，从而制约煤矿机械的发展。因此实现矿山设备的全部国产化也将是我国煤矿行业的发展趋势之一。

3.4 煤矿机械朝着煤矿机电一体化的发展趋势

随着煤炭资源重要性的显现，我国在提高煤炭产量的同时也要对煤矿机械设备进行相应的改善。就目前而言，传统的煤矿机械已经难以满足煤炭开采的需要，机电一体化在煤矿机械中的应用越来越显现出了独特的优势，煤矿机械机电一体化的创新能够大幅度的提升原有的煤矿机械操作水平，使煤炭资源的采掘、运输都向机电一体化的方向发展，保证煤炭资源的开发能够更加具有效率并且还能够增强其安全保证。提高煤炭产量，是我国国民经济持续发展的需要；尽快实现煤矿现代化，是社会发展的需要；实现煤矿机械设备现代化、智能化是煤矿工人的热切需要。因此，煤矿机械设备如何发展，成为事关煤炭行业兴衰成败的重中之重。矿山机械设备的灵活化是指机械设备的适应性强，一台机械设备可以适应多种复杂的地质条件和矿井生产条件。如能够实现矿山机械设备的灵活化，则赋存条件较差的煤矿的生产能力也将被极大挖掘，从而提高整个煤炭行业的生产能力。

3.5 煤矿机械呈现智能化的发展趋势

煤矿机械制造技术正在不断的由传统制造技术向先进制造技术发展，智能化的操作系统也是一门新兴技术，其自身的优越性使其使用和发展领域在不断的扩大，把智能化应用于煤矿机械也具有无穷的生产力，因此应该注重把这些新型科技有机的组合起来，保证煤矿机械的操作控制系统能够更加精确和智能化，使煤矿机械设备能够运行的更加协调，使其在煤炭资源的开采中得到有效的利用，在提高煤炭资源产量的同时还能大大增强其安全可靠性。这里的综合化是指机械设备功能的综合化，即实现一台设备多项功能的综合。如煤电钻功能与凿岩机械功能的综合、单体液压支柱与顶梁功能的综合等。实现机械设备功能综合化，有利于节约人力资源、有利于提高设备的利用效率、有利于煤矿机械设备生产能力的发挥。现阶段，社会在飞速发展；各行各业都在迅速的实现现代化、智能化。煤炭机械也不例外，也应该紧跟时代潮流，尽快实现。

4 结语

随着计算机和传感器技术的推广应用，新材料、新工艺的不断发展，煤矿机械将向着大型化、智能化的方向发展。高新技术是煤矿机械的发展趋势，技术创新是煤矿机械的生命。面对煤矿现代化、科学化生产的需要，煤矿机械将实现电子化、自动化成为有头脑（计算机控制），有知觉（传感系统），有血液（液压系统），有心脏（驱动装置），有骨骼（传动、支撑机构）的机电液一体化系统。随着科学技术水平的进步和国家对煤矿机械设备研发能力的投入的增大，煤矿机械设备的发展必将走上科学化的发展之路。

参考文献：

[1]王增强.陕西煤炭机械装备制造业发展现状、机遇及展望[J].煤炭经济研究，2010（05）.

篇3

关键词：智慧煤矿；智能化开采技术；发展方向；经济效益

1.引言

智能煤矿和智能采矿技术的出现可以显著提高煤矿的开采效率，并解决采矿阶段的一些困难。实际上，智能煤矿和智能采矿技术是将各种先进技术结合起来，以实现智能，安全，高效的生产方式，这是我国煤矿发展的主要目标。此外，智能煤矿和智能采矿技术的发展可以有效地控制煤矿的生产阶段，识别和消除煤矿中可能存在的缺陷，从而减少了生产中断的可能性和煤炭资源的浪费获得良好的经济效益并确保安全。

2.智慧煤矿分析

智能煤矿是我国煤矿发展的新局面，也是我国硬煤健康稳定发展的基础。智能煤矿基本上结合了各种技术，以形成数据链路和数据中心的标准，完整而全面的感知系统以及强大的服务平台。具体内容在下面进行了分析和详细说明。（1）智能煤矿主要集成了物联网、计算机、大数据和人工智能技术等先进技术，可以使煤矿的变化更加智能化和自动化，从而提高煤矿的效率。（2）现阶段发展智能煤矿也符合我国的环境要求，有效地实现了环境友好的经营方式。此外，智能煤矿还根据实际采矿和生产条件创建了各种平台系统，例如：综合控制平台、地下煤矿定位和导航平台、矿井运输信息平台、视频监控和3D场景平台、灾难意识和报警平台、无人工作系统智能控制平台等；每个系统都是在线的。这可以为各种任务的开发提供相对有利的环境。

3.技术发展

智能采矿技术包括许多要素，例如：精确定位系统技术、现场识别技术（如图1）、数据分析技术、视频监视技术等。因此，在智能采矿技术的发展中需要进行各种研究，综合考虑塑造综合发展并获得良好的经济效益。(1)精准定位系统技术在煤矿开采过程中，进行精确的定位工作非常重要，以确保按照生产计划充分开发和实施安全开采。在煤矿中，由于煤矿环境复杂以及电磁信号的接收特性差，难以实现定位和导航。在精密定位系统技术的发展中，它主要是基于GIS定位系统来集成各种先进技术，例如：复杂磁场环境下的导航技术、本地定位和导航芯片技术、地下高速无线技术、精确的地下定位技术和地下障碍物的预防技术等可以使定位系统技术更加准确，确保各种煤矿开采作业的顺利开展，并取得良好的经济效益。(2)现场环境检测技术由于煤矿所在地相对复杂，湿度恒定，这将对煤矿的发展产生一定的影响，甚至造成安全事故。但是，在智能采矿技术的发展中，通过在现场环境检测技术中使用环境检测、振动检测等功能，可以将矿场的异常或危险点以及识别信息和数据快速加载到其中。因此，调度中心为提高煤矿企业的安全做出了贡献。此外，环保意识技术的发展需要考虑工程功能之间的关系，以确保技术的准确性，并鼓励将该技术应用于更具挑战性的采矿环境。(3)数据分析技术数据分析技术是智能采矿的关键部分，因为智能煤矿由不同的平台操作系统组成（如图2所示）。因此，对诸如实际操作平台和技术平台之类的数据和信息进行分析非常重要。在应用数据分析技术时，主要是使用传感器收集数据和信息以及确定数据分析的有用性。同时，利用此数据，可以有效地分析和提取煤矿开采的相关信息，并将其应用于煤矿开采，以确保煤矿开采的效率和实施智能煤矿开采模式。另外，通过使用数据分析技术，可以为相关人员执行各种任务，从而使工作相对方便，准确地了解采矿问题并及时解决，以确保各项任务的顺利进行。(4)视频监控技术尽管我国的煤炭开采业在发展过程中获得了技术和设备方面的大量资金支持，但由于某些因素，仍然存在一些会影响生产效率的问题。但是，由于使用了视频监控技术，指挥中心的闭路电视系统可用于实时监控煤层倾角的变化并随时分析其结果，从而可以发现事故，处理并解决，以减少事故数量。同时，视频监控技术的使用使了解煤矿的具体情况以及使用传感器进行实时研究成为可能。如果情况需要，可以使用手动干预来有效解决问题。确保并提高生产效率，以此带来良好的经济效益。

4.发展的主要方向

发展智能煤矿和智能采矿技术的主要目的是将各种技术形式融入其中，逐步完善智能化，自动化采矿方式，取得良好的经济效益和生产效率。以下是对智能煤矿和智能采矿技术发展方向的分析和解释。（1）实际上，在智能煤矿和智能采矿技术的发展中，已经根据煤层的地质条件和现状发展了相对较高的检测技术、分析技术和监测技术。根据煤矿开采情况，制定采矿计划，以确保所有任务顺利进行。同时，使用各种先进技术可以有效降低成本，查明危险区域和生产缺陷，并避免各种异常现象。（2）针对特定，复杂的生产现象，可以自动识别智能煤矿和智能采矿技术，可以有效地实施统一的远程控制操作，并可以加强不同国家的设备连接以提供情报。（3）使用智能煤矿和智能采矿技术还可以减少煤炭资源的大量消耗，实行环境友好的运营模式，并鼓励煤炭工业呈现健康，可持续发展的模式。此外，在发展智能煤矿和智能采矿技术方面，可以相应地调整工地条件，及时纠正异常现象，减少事故发生次数，确保安全生产方法的实施。

5.总结

本文简要介绍了智能煤矿的相关内容，并从不同的角度和方向分析和概述了智能煤矿和智能采矿技术的发展方向。以此证明智能煤矿和智能采矿技术是最重要的。采矿技术的实用性及其实际效果使该行业向环境无害和健康的方向发展，并取得了良好的经济效益。

参文文献

[1]王国法,杜毅博.智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向[J].煤炭科学技术,2019,47(01):1-10.

[2]王国法,赵国瑞,任怀伟.智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析[J].煤炭学报,2019,44(01):34-41.

[3]王国法,刘峰,庞义辉,任怀伟,马英.煤矿智能化——煤炭工业高质量发展的核心技术支撑[J].煤炭学报,2019,44(02):349-357.

[4]王国法,刘峰,孟祥军,范京道,吴群英,任怀伟,庞义辉,徐亚军,赵国瑞,张德生,曹现刚,杜毅博,张金虎,陈洪月,马英,张坤.煤矿智能化(初级阶段)研究与实践[J].煤炭科学技术,2019,47(08):1-36.

[5]程建远,朱梦博,王云宏,岳辉,崔伟雄.煤炭智能精准开采工作面地质模型梯级构建及其关键技术[J].煤炭学报,2019,44(08):2285-2295.

篇4

[关键词]：煤矿数字化；发展现状；关键技术

中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：

引言

进入21世纪以来，信息技术的快速发展和浪潮般的推广应用，为矿山企业带来了机遇，也带来了压力。一方面，随着矿产资源消费的急剧增长和开采加工难度的日益增大，促使采矿逐渐走向数字化和智能化；另一方面，随着计算机技术、网络技术、数据库技术、自动化技术、传感器技术、数字视频技术和现代管理技术的发展，煤矿信息化正向信息扩展、高度集成、综合应用、自动控制、预测预报、智能决策的方向发展。煤矿企业对信息化建设越来越重视，且大部分建设了以光缆为基础的高速企业网，开发了管理信息系统、采矿生产运输自动化系统、生产调度监控系统 与internet网对接并建立了网站系统。特别对于井工矿企业，如何去创新出自己的数字化管理之路，已经越来越成为一个重要和迫切的研究课题。

煤矿数字化简介及意义

煤矿数字化，又称数字矿山，是由数字地球的定义延伸而来，即在矿山范围内以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入所获得的信息的总和。煤矿所能获取的信息可划分为固有信息和动态信息2个层面，固有信息包括矿井原始数据(地质、测量、钻孔)和煤层、围岩、井巷等地质体空间信息；动态信息包括采掘、通风、运输、供电、给排水等生产系统网络及其装备信息，生产过程中产生的信息(设备状态、环境、人员)，专业分析辅助决策信息，生产经营管理信息。这些信息在煤矿地质勘探、规划设计、建井施工、生产经营管理各环节中产生,具有持续产生、共享利用、多源异构的特征，所以分析矿山信息的构成、产生过程、获取手段、表现方式,建立矿井基础信息数据仓库，开发数字矿山基础信息平台，实现矿井固有信息和内嵌动态信息的认知、获取、表达、处理、共享、可视化、传输和使用等过程的数字化是建设煤矿数字矿山的主要内容，最终发展目标是实现矿山资源与开采环境数字化、技术设备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。

数字化矿山建设过程是提高生产经营管理水平、转换经营机制、促进管理现代化、建立现代企业制度、 提高经济效益、 促进安全生产的完善过程；也是煤炭行业实现跨地区、跨行业和实施大集团战略、走可持续化发展道路的技术保障。煤炭工业数字化建设， 可提高煤矿企业安全管理的预测预判和预防预控能力， 推动安全从静态管理向动态管理、从被动管理向主动管理、从程序管理向工序管理的转变， 是保障煤矿安全生产的必然选择和重要途径。

煤矿数字化发展现状

我国的煤炭工业是国民经济重要的基础产业，但与国际上发达国家相比，我国煤炭企业普遍存在两个方面的不足：一是煤矿总体装备技术水平，尤其是系统的整体有效性、信息化水平不高；二是煤矿生产事故较多，造成国家财产和人民生命的严重损失。我国煤炭工业数字化进程起步较早，但 90 年代煤炭行业整体经济效益下滑， 数字化进程极大受挫。随着煤炭行业的复苏，煤炭企业数字化意识有了很大的提高，数字化管理体系、信息安全体系逐渐形成，数字化技术创新进展较快，数字化基础设施建设步伐加快。

从煤矿数字化的内涵和发展目标来看，实际上目前我国煤矿完全意义上的数字化还没有建成，究其原因主要有以下几个方面：（1）煤矿数字化是一个复杂的巨系统,涉及煤矿地质勘探、规划设计、建井施工、安全生产、经营管理的全过程，许多信息需要持续利用共享，然而各环节信息化方式和水平不同，数据格式兼容性差，信息不能重复利用，信息孤岛现象严重；（2）我国煤矿数字矿山仍处于初级发展阶段，成熟的能够统一管理和集成空间信息、实时动态信息和管理信息的基础平台还未见报道，分析原因主要与开发商所涉及专业有关。目前，直接推动煤矿数字矿山发展的相关专业开发商有3类：一类为煤矿地质测量系统开发商，他们从早期的矢量化成图系统，逐步发展完善成具有煤矿专有功能的地质测量系统，有的还集成了一定的管理功能，这类开发商自称是数字矿山的领跑者；其次是煤矿自动化系统集成商，他们从早期的煤矿安全监测系统，发展到今天集成的全矿井综合自动化系统，将矿井各生产环节的实时信息掌握在手，这类开发商自称是数字矿山的实践者；第三类是煤矿信息管理的开发商，他们从煤矿办公自动化、运销、设备及劳资等管理模块入手，将煤矿各业务科室的管理流程信息化。由于这3类开发商涉及煤矿不同的业务部门，各自所采取的技术路线、应用平台千差万别，造成目前各类系统难以整合、信息资源无法共享,很难形成统一的空间信息、实时信息和管理信息平台；（3）在技术层面能承载数字矿山海量信息平台的技术首选3DGIS，而3DGIS理论与煤矿对数字矿山适用性的客观需求差距较大。数字矿山需要3DGIS作为框架支撑技术，而3DGIS技术只在三维可视化渲染引擎方面比较成熟，在通用的三维建模算法、三维空间分析、三维空间信息存储引擎等关键技术方面仍在探究阶段，通用的商用3DGIS平台还没有出现。但煤矿建设数字矿山不仅要求可视化地进行三维模拟和虚拟再现矿井生产环境及相关现象，更主要是能够仿真化地模拟分析矿井采煤、掘进、供电、运输、通风、给排水等生产系统运行过程和灾变过程，实时采集相关环境与工况参数,按照各业务系统的运行原理进行空间分析，最后实现自动化地预警矿井灾害和启动安全预案，为安全生产起到真正的辅助决策作用，由此可见,3DGIS支持与实际需求有一定差距；（4）煤矿所处的环境复杂、不确定因素多、相关专业多、生产系统工艺复杂、技术设备智能化水平低、采掘现场的许多工况参数尚无法获取,这些都制约数字矿山的发展。

从以上分析可见，我国煤矿数字矿山的发展并不是一朝一夕的事情，需要各专业协同发展，需要解决技术设备智能化、3DGIS支撑技术、不同来源信息的自动采集技术、多源异构信息的集成融合技术、三维建模及可视化技术、空间和属性数据的集中或分布组织管理及共享技术、基础信息的分析处理、基础信息的工程应用等关键技术。这些技术发展并不平衡，有一个逐步发展的过程，所以数字矿山的建设也需要循序渐进地推进。根据煤矿客观需求和当前技术水平，笔者认为构建以矿山空间信息描述为主框架，整合煤矿安全生产实时信息和管理信息的煤矿数字矿山基础信息平台是数字矿山发展之路的一个里程碑。制定数字矿山信息描述标准和面向第三方的标准接口已成为各类开发商的共识。

4技术路线

4.1信息规范和接口标准

数字矿山包含矿井范围内所有信息的集合。其必是一个多源异构的集成平台，研究平台内信息的定义、描述标准和规范，以及各系统间的接口技术规范是数字矿山优先要研究的内容。因此，制定我国数字矿山的信息规范和接口标准是数字矿山健康发展的关键。

设备智能化

终端设备的智能化是指该设备具有完备的检测( 设备的运行参数和空间位置) 和控制执行功能，并能通过接口与第三方进行信息交互，随着技术的发展，矿井装备智能化有了一定的改善，但总体水平比较低，矿井生产的主要设备如综采和综掘成套装备的电控智能化只在电液控制方面有所突破，综采工作面的采煤机、刮板输送机、转载机等主要设备智能化程度较低，相关工况参数难以获取。主要设备的智能化是数字化矿山基础。

高速传输网络

由于煤矿生产包含采掘、运输、提升、供电、通风和排水等多个环节，就决定了矿井监测、控制子系统异构的特征，集成和整合子系统需要统一的传输平台，而可靠稳定的矿井高速网络是传输平台的首选。随着信息技术发展，工业以太环网、无源光网络 ( GEPON) 、SDH 等技术广泛应用于煤矿，承担矿井数据、图像和语音的实时传输任务，但工作面、掘进巷道等地方是网络覆盖和高速接入的难点，这些地方恰恰是数字矿山信息的重要节点，高速接入、传输这些节点的信息目前是矿井高速网络的短板。因此，矿井末端节点的高速接入和传输技术是数字矿山研究的重点，各种无线传输技术 ( WIFI、ZigBee) 、光纤传感器网络技术、专业现场总线技术的研究已成为研究的热点。

多源异构数据的集成和共享

把不同来源的基础数据通过XML、Web Services 等技术集成融合在煤矿数字矿山基础信息平台，通过建立基础信息平台数据中心的矿用对象管理中心，以矿用对象库的形式共享空间数据和实时数据，供矿井可视化、各业务应用系统使

用。重点要解决数据的存储引擎、数据的访问机制问题。

4.5 基于3DGIS的矿井综合信息管理平台

数字矿山必须建立具有矿山特征的专业 3DGIS平台，重点解决三维空间模型描述方法、三维模型数据存储管理引擎、可视化渲染引擎、三维空间场景要素组织管理、模型交互编辑操作、通用基本要素建模算法、空间基本分析等技术问题。

首先应用三维地理信息技术建立的复合地质数据库和矿井真三维空间地质模型建立生产管理信息系统、地质测量子系统、矿井三维空间地质建模、信息查询及输出模块、采掘信息管理子系统、生产与矿井储量分类统计数据输出模块、运输及生产保障信息子系统。拟采取的技术路线为：①从矿区层面的地测空间数据入手，按空间数据的几何特征和业务门类进行分类组合，并按国标和行业标准，建立统一的编码系统。②根据业务门类或指定主题，按照“不重不漏、留有余地”的原则，规划、构建矿区层面的数据仓库。每一个主题可对应一个子仓库，如地质、采矿、运输及保障等，每一个子仓库可与一个或几个分布在各矿的操作型数据库相连。③不论某空间要素分布在何处，也不论其原始记录数字化与否，皆应通过信息平台的构建，使每一个地测空间要素都对应一个体现上述综合特征的标识码。该标识码及其对应的空间要素的所有信息可以分布式地存放在己有的操作型数据库中，也可以存放在新建的数据子仓库或矿区层面的数据仓库中。④凭借数据仓库特有的“向下探察技术”，首先要能够根据标识码从散布在数据仓库里的海量数据中“找到”所需数据，然后通过适当的数据转换机制“打开”该数据，使之能为特定的研究目标所用。⑤根据三维GIS理论和方法，运用空间分析、虚拟现实、WebGIS等技术，构建真三维空间实体模型，动态模拟地质体变化、采掘过程、运输过程。⑥建立多维地测绘图系统。⑦建立数据仓库及处理结果的网上数据接口、界面，使用户不仅能通过网络实现二维或三维的显示和输出,而且可以借助多维地测绘图系统实现快速成图。

基础数据专业分析处理

数据必须经过处理才能增值利用，所以数字矿山必须支持丰富的数据处理方法库，一般处理方式有数据本身的统计分析、数据挖掘和专业处理分析。专业分析处理需要研究采掘、供电、运输、通风、给排水等各生产子系统的工作运行原理，然后研究建立相关数学模型 ( 比如通风网络解算) ，制订良好的访问接口，为其他应用系统服务。

业务应用系统开发

数字矿山通过开发丰富的业务应用系统体现其实用价值，业务应用系统开发需要研究具体业务的数据使用流程，对数据专业分析处理的时机、数据可视化的方式等，另外更重要的是要考虑用户操作界面的友好性和功能的适用性，真正为辅助矿井的生产经营管理真正起到作用。

结语

综上所述，数字矿山需要在企业高速网络环境下建立一套集矿井基础数据 ( 空间、属性) 实时有效采集、准确传输、存储管理、科学分析、可视化表现、自动化控制、智能化预警和信息反馈的矿井综合自动化安全生产系统。需要建立以矿井监控数据、空间数据为基础，以矿用对象库为核心的统一的数字矿山基础信息平台，构建煤矿按生产系统划分主题的具有完整内涵的煤矿数据仓库；开发具有煤炭行业特征的专业化 3DGIS 支撑平台，为基础数据的组织管理和可视化提供机制和保证； 基于数字矿山基础信息平台开发以矿井安全生产、经营管理为核心业务的应用系统，但是，数字矿山建设是一个长期的实践过程，不能单纯完全依靠技术手段来解决一切问题，人与组织的参与同样至关重要。其次，数字矿山建设必备的条件是人才的供给，所以人才建设也是数字矿山得以成功应用和实施的关键，总之，数字矿山建设是一个长期的过程，必须有强大完善的先行规划，整体部署，分步实施，最终实现矿山资源与开采环境数字化、技术设备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化的发展目标。

参考文献：

[1] 《地理信息世界》吴立新，地理信息世界编辑部

篇5

第一条为进一步推进全国煤矿智能化建设，贯彻实施创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，推动互联网、大数据、人工智能与煤炭开发技术深度融合，助力煤炭工业高质量发展，根据《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源﹝2020﹞283号、《煤矿智能化建设指南（2021年版）》及相关规定，制定本办法。

第二条适用范围：本办法适用于国家级智能化示范煤矿进行验收管理，也适用于其它智能化煤矿进行验收管理。

第三条智能化煤矿必须满足验收标准中的必备指标，有任何一项必备指标不能满足要求的，不能通过验收。

第四条煤矿安全质量标准化考核为二级及以上，并且本年度内没有发生过死亡事故的煤矿，方可申请智能化煤矿验收。

第五条井工煤矿采用分类建设、分级达标的方法，将煤矿智能化建设条件分为三类，分别采用不同的验收指标进行综合评分验收。露天煤矿、选煤厂根据技术工艺与应用效果进行综合评分验收。

第二章验收程序与方法

第六条智能化煤矿验收程序分为企业自验收、国家验收、综合评审三部分。

第七条企业自验收以企业为主体，由企业组织相关专业技术专家或委托第三方组织成立验收专家组，专家组应涵盖矿井各主要应用系统的相关专业，人数应不少于7人，根据矿井智能化建设类别及相关评价指标进行逐项验收。

第八条企业自验收应由专家组出具企业自验收报告，企业自验收报告应包括煤矿主要系统建设情况、矿井建设条件分类评价、矿井主要系统智能化建设与应用效果、效率与效益情况、智能化煤矿分级评价、存在的主要问题等，企业自验收可以依据验收标准对煤矿的建设现状进行分级评价，企业自验收报告应由专家组进行签字确认。

第九条煤矿企业应对自验收报告中存在的问题进行逐项整改、完善，若在短期内难以完成整改，则应详细说明理由，整改后方可申请进行国家验收。

第十条国家验收由煤矿智能化建设工作专班负责协调，国家验收分为材料初审、现场考核，煤矿智能化建设工作专班应在收到煤矿企业申请后的60个工作日内，从专家库抽取专家进行验收。

（一）材料初审。煤矿智能化建设工作专班在收到煤矿企业的验收申请后，应及时进行材料审查，经审查合格后，从专家库中抽取专家进行验收。

（二）现场考核。智能化煤矿验收专家组由煤矿智能化专家库中抽取各相关专业专家不少于7人组成专家组，验收专家组应赴煤矿现场进行验收，并由专家组出具验收报告，验收报告包括煤矿主要系统建设情况、矿井建设条件分类评价、矿井主要系统智能化建设与应用效果、效率与效益评价、综合评价。

第十一条待所有煤矿完成专家组验收后，由国家统一组织进行综合评审、公示公告。

（一）综合评审。由国家能源局组织行业内有关专家对验收专家组出具的验收报告进行综合评审，最终确定智能化煤矿验收考核结果。

（二）公示公告。对会议评审合格的智能化煤矿，在国家能源局官方网站向社会公示，公示时间不少于10个工作日。

第十二条通过验收考核的智能化煤矿，可根据验收结果享受国家有关鼓励和优惠政策。未通过验收的煤矿，可以经过一年的整改后重新申请验收；通过验收的煤矿，可以在一年后进行升级验收。

第三章附则